16运动生理学翻译第十六章实用运动生理V

第十六章实用运动生理轻重量的电子仪器设备能纪录和转运冲动通过遥测装备，或通过空间的微小纪录器来直接纪录，这使得研究人暴露在不同类型的工作压力下，包括不同的运动项目，的不同的生理功能成为可能。这些研究产生了关于单个运动员和特殊运动项目的生理需求的大量的数据。使用肌电图，使评价个别肌肉群的参与成为可能。肌电图提供的有关信息包括：哪块肌肉或肌肉的哪部分被激活各自肌肉参与活动的时间顺序各个肌肉在每次运动中肌肉收缩的强度和持续时间这些研究也推进了单块肌肉训练计划的发展。为了达到产生运动的力量这个观点，研究者使用带有气质测量表的力量平台作为力量感受器装置。它是特别针对于杰出运动员，比如一个参赛的高尔夫运动员，不断精确的重复，一个特定的运动和力量，靠什么运动路径，力量提升，且肌电图每次几乎是一致的。特殊运动项目的分析像这些简洁描述的信息提供了一个基础来选择运动员，评价技术和训练方法，和监控训练过程。在这一章，我们展示了从不同运动项目得来的信息，包括竟走，骑自行车，游泳，速滑，cross-countryskiing,alpineskiing,canoeing,rowing,和球类运动，来证实实用运动生理的意义和目的。尝试用图表展示在一般情况下身体或运动项目的主要组成部分在表16.1可见。竟走竞走的能量消耗在大范围的限制下是不同的，不仅在不同个体，而且是在同一个体中，取决于所处的环境。它当然取决于总的体重，包括衣服，竞走的速度，地面的类型和坡度。（表16.2）。自由选择步频在任何给定的速度下，其需要的摄氧量是最少的。如果在相同的速度下，运动主体被迫使用任何其它的步频，那么氧气的消耗较之在运动主体自身自由的选择步频来保持速度所需要的氧气消耗将更高。C.R.Taylor和Heglund两人强调了能力储备和在运动中四肢弹性因素的恢复。他们的观察证明了在弹性因素中的能量储备发生了一步的一部分和他们证明了在有用工作的另一部分能量恢复。关于在平面上竟走的能量消耗的大量数据的集中来自不同的国家，且通常这些数据是相当的一致。表16.3是建立在来自passmore和durnin的数据，显示了不同速度和不同体重最竞走能量消耗的联合作用。一各经典，综合的，力竭程度的竞走研究是由margaria来实行的，他发现在1in10的坡度上竞走在不同的速度上，包括高于25%的能量消耗比在平面上的竞走的能量消耗要少。然而，在梯度下降，特别在低速下，能量的消耗较之在平面上竞走的能量消耗高出很多。M.J.Gordon等人比较了负重竞走了和在力竭水平上的竞走。他们认为心率和费力感的等级，两者的增加和力量输出的增加是线性关系。但是增加负重引起心率的和费力感等级较之没有负重的竞走有更大程度的上升因为力量的同等增加。他们认为这些不同的反应和不同的肌肉疲劳和生物力学活动有关。Holewijn,Heus,和Wammes坚定穿重的下肢着装对生理反应的作用在5名女运动员和5名男运动员在力竭水平上的竞走。这些研究者发现大部分的下肢着装导致能量消耗增加是附加的总的体重导致的能量消耗增加的1.9到4.7倍大，取决于性别和竞走速度。地面的雷系那个影响竞走的能量消耗，能量消耗的范围从在沥青岩路面上的23kj(5.5kcal).min-1到粗糙地面上的31kj(7.5kcal).min-1对于一个70公斤，速度大约为5.5km.h-1的运动员。当一个人的竞走速度超过3km.h-1,每单位距离运动的能量消耗在沙地上比在坚实的地面上大大约1.8倍。走往高处的能量消耗对于一个75公斤的人来说是42kj(10kcal).min-1.往低处走的能量消耗仅为往高处走的能量消耗的三分之一。走，特别是跑，因此往高处走代表相当大的运动量，因此人们感觉往高处很累一点也不奇怪。另一方面，爬楼梯能有效的提高身体健康。手杖的使用或被称为力量杆，这被特殊的说明，rubber-tipped杆被设计在走路时使用，刺激障碍滑雪（cross-countryskiing）的手臂运动.在走路时使用的肌肉总量增加。Porcarj等人调查了32名志愿者运动强度增加的潜力和能量消耗与走路时手杖使用之间的关系，他们发现在力竭的状态下使用手杖走路导致vo2高出了平均水平的23%和心率高出评价水平的16%较之没有使用手杖走路的人。这些研究者认为使用手杖在给定的速度下可以增加走路的强度和提供附加的训练好处给行走者。当行走是脚步轻快的跨越障碍物在年长中是一个普遍下降的因素。对于16名年轻健康的成年人和16名健康的年长着的研究中，chen等人观察到年长者对于避免障碍无能力的注意力的分散多人年轻健康的成年人。1948年伦敦奥林匹克运动会之后，10k竞走项目的冠军，johnmikaelsson，被研究在繁重的竞走时。当他模拟比赛通过调整力竭时的速度以便在比赛只能够行走速度被保持（13.3km.h-1=10kmin45min13.2s）,他测量的摄氧量是4.0L.min,或58ml.kg-1.min-1.在竞走中摄氧量似乎为最大摄氧量的75%；上坡走甚至超过了那个水平。Peter等人测量了胃肠迹象的发生率在79名男子和76名女子，30到49岁，在持续四天的长距离走，走过的总长度是男子203千米和女子164千米。结果显示24%的运动主体经历了一种或多种迹象，恶心，头痛和（胃肠）气胀是最普遍的疾病，然而，胃肠的症状和年龄，性别，训练状况之间有一种联系，或行走速度还未被发现。R.L.Thompson和hayward两人监控了18名女运动主体的温度，代谢和运动反应当他们在5摄氏度的空气温度下步行5小时。在步行的最后4个小时，运动主体被持续的暴露在风雨中。他们发现雨导致相当大的冷压，由增加40%的热量来证明因为颤抖和力量的大量丧失和手的灵巧。跑步在成年人中，个体在能量消耗方面的不同很小在次最大速度事。在这些条件了每公斤体重的摄氧量是相同的不管性别和运动等级。另一方面，每公斤体重的摄氧量是小孩的摄氧量高于成年人当他们都在某一速度上跑时。经济跑小孩弱于成年人因为小孩有更高的安静代谢率，对于相等的氧气有更高的换气，和步频和步幅上的劣势。Ariens等人研究了在三种不同的坡度上经济跑的发展在青少年到成年人的男性和女性中（13—27岁），发现女性在经济跑方面明显好于男性在所以年龄阶段的测量和对于这三种所以的坡度。在男性和女性的自身选择，适应速度跑的总的代谢消耗的研究中，bhambhani和singh两人观察了在kcal.kg-1的代谢消耗女性明显高于男性。相同的，在运动匹配的马拉松运动员的研究中，helgerud,ingjer,和stromme三人发现女性的经济跑更弱；也就是，她们在标准次最大速度下跑步的摄氧量高于与运动表现相匹配的男性的摄氧量。跑步中的摄氧量取决于步幅，这是来自于图表16.4的证据。体现在图表中的运动主体是在通过节拍器在给定的速度下跑步和在稳定的条件下测量摄氧量。在一些实验中，他可以自由的选择步频。通常，步幅是个体本身固有的，同时步幅也是最经济的。随着步幅的大幅度增加，跑步中能量的消耗也大增。这个事实有重要的实践意义。在长距离跑中，经济且有效的能量消耗是重要的，以至经济且有效的能量消耗对于一个运动个体最用校的保持步幅是必须的。另一方面，在短距离跑中，比如100米冲刺，速度比有效的利用能量更重要，快速，大步幅的短跑者有优势且短跑者可以在短时间内偿还消耗的能量。著名的Finishrunner努尔米有不寻常的长步幅。这被认为是他成功的关键，且其它运动员开始效仿他的风格。然而，这却降低了他们的运动效率和表现。看来起，长步幅对于努尔米来说是天生的，且对于他来说，长步幅是最经济的跑步风格。这个例子清楚的表明了建立在单个案例中的一般化的危险。另一方面，跑速的增加主要是由步幅的增加引起的。当经历了800米的运动员在从8到30km.h-1的不同的力竭水平上，步幅或多或少从大约80到220cm成直线运动，然而，步频仅从每分钟170步增加到每分钟230步。在优秀运动员中，每米能量消耗的值的不同时非常小的，这表明运动技术对能量消耗的任何影响肯定是微乎其微的。因此，训练有素的优秀运动员在平面上的跑速食20km.h-1.摄氧量仅在67和71ml.kg.min-1之间变化。当运动员逆风跑时，能量消耗大幅上升。依据C.T.M.Davis的观点，克服空气阻力的能量消耗在无风的户外大约是冲刺跑能量消耗的8%，中长跑能量消耗的4%，和马拉松跑的%。只要速度保持低于某一水平，这将依个体而不同，走路比跑步更节省能量。在优秀的竞走运动员，这一水平比缺乏经历的竞走运动员高。在跑速为14km.h-1时的能量消耗和走路的速度仅为10km.-1时的能量消耗量相等。当一人在大范围的跑速中跑步时，每千米的能量消耗事实上是相同的。慢走的能量消耗很少，但是在快走时能量消耗明显，甚至超过跑步时的能量消耗。一般的规律是，慢走或跑步的能量消耗大约是4kj.kg-1.km(1kcal),但对于在4到5km.h-1的走的需要的能量仅为该数字的一半，或2kj.kg-1.km(0.5kcal)。正如所指出的，在地面，风中，和在斜坡上将改变这些数据。大约在4km.h-1时，每一步减轻身体重心所做的功和增加他的前进速度所做的功相等。包括的总的机械能在这个速度上是最小的，像能量消耗是最小的一样。当一个人在沙地上跑，每单位距离消耗的能量大约是当在坚实的地面上时消耗的能量的1.8倍。对于一名要保持与世界上优秀的中长跑运动员相坑横的完成水平，最大有氧能力相近或明显高于世纪优秀运动员的有氧能力，80ml.kg-1.min-1是必须的。有高最大摄氧量的一名运动员更能够忍受一次的力量节奏比更低有氧你能力的竞争者因为他或她不能用无氧能量克服相同上增加的节奏。理想条件下，被选择的节奏应该与强度相符当强度增加的直线上升，摄氧量开始下降。根据我们现有的知识水平，有合适热身时间的顶尖运动员在大约45分钟后能保持他或她的最大摄氧量。因此，可以假设在400米冲刺跑持续40到50秒时，运动者消耗了他或她的最大无氧能量。在这些情况下，测量到的血乳酸的溶度为20到25Mm.在更短的距离中（列如100米和200米跑），估计大约90%的能量是来自于无氧氧化过程。在超过400的距离，有氧代谢的过程承担的重要作用增加。在800米跑中，有氧代谢过程大约占总的能量使用的40%,且在1500米跑中，大约占65%。Ingjer和dahl将从持续的训练计划中退出的运动员和那些坚持训练的运动员相比。研究者发现在肌纤维成分和运动主体跑步技巧的经济性不同。与不运动的一组相比之下，退训的一组在在训练期间在最大有氧能力方面没有表现出任何改善。人们认为对于有氧运动来说，持续的因素是非常重要的且个人的意志力对于成功的实行持续的训练计划也是非常重要的。骑自行车骑自行车引起我们的注意不仅是作为一项流行的运动项目，而且是因为自行车测力计在运动生理研究中的使用。骑自行车运动成了一个广泛研究的主题，且信息的相当大的部分是可以使用。总的来说，自行车时运动的一种非常有效的方法。骑自行车的能量大约仅为走路能量消耗的五分之一，，但骑自行车的速度可以是步行的五倍多.空气动力学已得到改善通过自行车更流线型的设计，运动衣的使用，和减轻阻力的流线型头盔.但是所要的是，自行车训练已得到了很大的提高来满足高要求运动的需要，它包括的运动从200米冲刺到5000米的环法自行车赛。最优秀的自行车运动员平均有氧能力的范围在70到74ml.kg-1.min-1.四头肌被合适的募集到在骑自行车的摄氧量的改变中。自行车车垫的高度对包含的肌肉产生重要的影响。机械效率的范围从19.6%到28.8%因为已被报道自行车的踏板频率在40到100rev.min-1之间。关于踏板频率的改变的数据是有冲突的，但似乎在高力量输出时使用高踏板频率是非常有优势的。事实上，在骑自行车是的身体姿态对最佳的表现起着关键的作用。P.-o.Astrand研究了不同踏板曲柄长度对机械效能的影响当运动主体在平面在骑自行车是。他发现机械效率没有改变，然而Faria认为在大多数市面